本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。
可能用到的相關(guān)參數(shù)：重力加速度g取10m/s2。
選擇題部分
一、選擇題Ⅰ（本題共10小題，每小題3分，共30分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分）
1. 一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p和熱力學(xué)溫度T成正比。即p=CT,常量C的單位用國(guó)際單位制基本單位可表示為（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】因
在國(guó)際單位制中，的單位為，的單位為，的單位為，的單位為，所以常量C的單位用國(guó)際單位制基本單位可表示為，故選A。
2. 在2024巴黎奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)體育代表隊(duì)獲得了40金、27銀、24銅共91枚獎(jiǎng)牌的境外參賽歷史最好成績(jī)。下列說法正確的是（ ）
A. 圖甲中運(yùn)動(dòng)員參加42.195公里的大眾馬拉松比賽，42.195公里指的是位移
B. 研究圖乙中運(yùn)動(dòng)員的跨欄動(dòng)作時(shí)可以將其視作質(zhì)點(diǎn)
C. 圖丙中撐桿跳運(yùn)動(dòng)員從脫離撐桿到落地過程始終處于失重狀態(tài)
D. 圖丁中被擲出后的鉛球在飛行過程中所受合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反
【答案】C
【解析】
【詳解】A．圖甲中運(yùn)動(dòng)員參加42.195公里的大眾馬拉松比賽，42.195公里指的是路程，故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)物體的大小、形狀對(duì)所研究的問題沒有影響或者影響很小可將物體看成質(zhì)點(diǎn)，所以研究圖乙中運(yùn)動(dòng)員的跨欄動(dòng)作時(shí)不可以將其視作質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；
C．圖丙中撐桿跳運(yùn)動(dòng)員從脫離撐桿到落地過程加速度向下，處于失重狀態(tài)，故C正確；
D．圖丁中被擲出后的鉛球在飛行過程中鉛球做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合力方向與運(yùn)動(dòng)方向不共線，也不相反，故D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 家用室內(nèi)引體向上器通常采用免打孔設(shè)計(jì)，通過調(diào)節(jié)桿的長(zhǎng)度，利用橡膠墊與門框或墻壁的摩擦力起到固定的作用。如圖所示，當(dāng)質(zhì)量為50kg的同學(xué)握住水平單杠保持靜止，且只有雙手接觸單杠并雙腿懸空，不計(jì)引體向上器的質(zhì)量。則（ ）
A. 雙手間距離越小，人所受到單杠的作用力越小
B. 單杠對(duì)每只手臂作用力大小一定為250N
C. 雙手間距離越大，橡膠墊與墻面間的摩擦力越大
D. 同學(xué)由靜止下降到最低點(diǎn)的過程中，橡膠墊與墻面間的摩擦力先小于同學(xué)的重力，后大于同學(xué)的重力
【答案】D
【解析】
【詳解】A．人所受到單杠的作用力和重力平衡，則人所受到單杠的作用力大小不變，為N
故A錯(cuò)誤；
B．只有兩手臂平行時(shí)，單杠對(duì)每只手臂作用力大小為N
兩手臂有夾角時(shí)，單杠對(duì)每只手臂作用力都大于250N，故B錯(cuò)誤；
C．不計(jì)引體向上器的質(zhì)量，橡膠墊與墻面間的摩擦力等于人的重力不變，故C錯(cuò)誤；
D．同學(xué)由靜止下降到最低點(diǎn)的過程中，人先加速度先向下，再向上，先失重后超重，結(jié)合牛頓第二定律可知，橡膠墊與墻面間的摩擦力先小于同學(xué)的重力，后大于同學(xué)的重力，故D正確；
故選D。
4. 在電子顯微鏡中，電子束相當(dāng)于光束，通過由電場(chǎng)或磁場(chǎng)構(gòu)成的電子透鏡實(shí)現(xiàn)會(huì)聚和發(fā)散作用。其中的一種電子透鏡由兩個(gè)金屬圓環(huán)M、N組成，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，圖乙為圖甲的截面示意圖。顯微鏡工作時(shí)，兩圓環(huán)的電勢(shì)，圖乙中虛線表示兩圓環(huán)之間的等勢(shì)面（相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等），O為水平虛線與豎直虛線的交點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)中心對(duì)稱。現(xiàn)有一束電子經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿著平行于兩金屬圓環(huán)軸線的方向進(jìn)入金屬圓環(huán)M。下列說法正確的是（ ）
A. a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低
B. a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相同
C. 該電子透鏡對(duì)入射的電子束能起到發(fā)散作用
D. 電子在穿越電子透鏡的過程中電勢(shì)能增大
【答案】B
【解析】
【詳解】A．兩圓環(huán)的電勢(shì)，則靠近N環(huán)的電勢(shì)較高，即a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)對(duì)稱性可知，a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)與b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故B正確；
C．根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直可知，入射的電子受電場(chǎng)力指向中軸線，則該電子透鏡對(duì)入射的電子束能起到會(huì)聚的作用，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)
可知電子在穿越電子透鏡的過程中電勢(shì)能減少，故D錯(cuò)誤。
故選B。
5. 如圖所示，動(dòng)圈式話筒能夠?qū)⒙曇艮D(zhuǎn)變?yōu)槲⑷醯碾娦盘?hào)(交變電流)．產(chǎn)生的電信號(hào)一般都不是直接送給擴(kuò)音機(jī)，而是經(jīng)過一只變壓器(視為理想變壓器)之后再送給擴(kuò)音機(jī)放大，變壓器的作用是為了減少電信號(hào)沿導(dǎo)線傳輸過程中的電能損失，關(guān)于話筒內(nèi)的這只變壓器，下列判斷正確的是( )
A. 一定是降壓變壓器，因?yàn)镻＝I2R，降壓后電流減少，導(dǎo)線上損失的電能減少
B. 一定是降壓變壓器，因?yàn)?，降壓后電壓降低，?dǎo)線上損失的電能減少
C. 一定是升壓變壓器，因?yàn)?，升壓后，電流增大，使到達(dá)擴(kuò)音機(jī)的信號(hào)加強(qiáng)
D. 一定是升壓變壓器，因?yàn)镻＝UI，升壓后，電流減小，導(dǎo)線上損失的電能減少
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)變壓器的作用是為了減少電信號(hào)沿導(dǎo)線傳輸過程中的電能損失可知，話筒內(nèi)的這只變壓器一定是升壓變壓器，因?yàn)镻＝UI，升壓后，電流減小，導(dǎo)線上損失的電能減少。
故選D。
6. 北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由24顆中圓地球軌道衛(wèi)星（MEO）、3顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星（GEO）和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星（IGSO）共30顆衛(wèi)星組成。已知地球半徑為R，地球表面赤道處重力加速度為，地球靜止衛(wèi)星到地心的距離為kR，中圓地球軌道衛(wèi)星的周期為靜止衛(wèi)星周期T的一半，如圖所示。下列關(guān)于地球靜止同步軌道衛(wèi)星B傾斜地球同步軌道衛(wèi)星B與中圓地球軌道衛(wèi)星C的說法正確的是（ ）
A. 地球靜止同步軌道衛(wèi)星A和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星B均相對(duì)赤道表面靜止
B. 中圓地球軌道衛(wèi)星C的動(dòng)能大于傾斜地球同步軌道衛(wèi)星B的動(dòng)能
C. 地球表面赤道處的重力加速度
D. 某時(shí)刻B、C兩衛(wèi)星相距最近，則再經(jīng)，兩衛(wèi)星間距離為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．地球靜止同步軌道衛(wèi)星A相對(duì)于赤道靜止，傾斜地球靜止衛(wèi)星只是周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，并不相對(duì)于赤道靜止，故A錯(cuò)誤；
B．由于不知道衛(wèi)星A、B的質(zhì)量，所以無(wú)法比較兩者的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；
C．B衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力完全提供向心力，有
對(duì)任意地球表面赤道處的物體受力分析，有
聯(lián)立得
故C錯(cuò)誤；
D．某時(shí)刻B、C兩衛(wèi)星相距最近，則再經(jīng)，B衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)半周，C衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)一周，此時(shí)兩衛(wèi)星相距最遠(yuǎn)，距離為兩者軌道半徑和，對(duì)于B、C衛(wèi)星，由開普勒第三定律得
解得
故D正確。
故選D。
7. 電容器是一種可以儲(chǔ)存電荷和電能的裝置，用平行板電容器還可以產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)，常使用于電子儀器中。如圖為一個(gè)含有電容器、電阻器、理想二極管、理想電流表、電鍵K和電源的電路，初始時(shí)電鍵K閉合，下列對(duì)于此電路的說法正確的是（ ）
A. 電鍵K保持閉合時(shí)，兩個(gè)二極管均發(fā)光
B. 電鍵K保持閉合時(shí)，增大電容器兩極板的距離，電流表中有向上的電流
C. 在斷開K的瞬間，兩個(gè)二極管均發(fā)光
D. 若只增大R2的阻值，則電鍵K斷開后，放電的時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)
【答案】D
【解析】
【詳解】A．電鍵K保持閉合時(shí)，上面紅色二極管正常發(fā)光，下面綠色二極管不發(fā)光，故A錯(cuò)誤；
B．電鍵K保持閉合時(shí)，增大電容器兩極板的距離，根據(jù)電容的決定式可知，電容減小，兩極板間電壓不變，則電容器所帶電荷量減小，電容器放電，所以電流表中有向下的電流，故B錯(cuò)誤；
C．在斷開K的瞬間，電容器放電，只有上面二極管發(fā)光，故C錯(cuò)誤；
D．若只增大R2的阻值，則電容器兩極板間電壓增大，電容器所帶電荷量增大，當(dāng)電鍵K斷開后，放電的時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，故D正確。
故選D。
8. 光電傳感器如圖甲所示，若通過放大器的電流發(fā)生變化，工作電路立即報(bào)警。圖乙為a，b兩種單色光分別照射K極時(shí)，光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖像。則下列說法正確的是（ ）
A. 用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距較小
B. 圖乙中圖線a、b的斜率均是電子電量的大小
C. 單色光a、b的頻率之比為1:2
D. 圖甲中電源電壓及變阻器滑片位置不變，部分光線被遮擋，則放大器電流將增大，一定會(huì)引發(fā)報(bào)警
【答案】B
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)
由圖像可知，斜率k=e，即圖乙中圖線a、b的斜率均是電子電量的大??；截距
因b截距較大，可知b光頻率較大，波長(zhǎng)較小，根據(jù)
可知用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光的條紋間距較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；
C．由圖像可知，
可知單色光a、b的頻率之比不等于1:2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．圖甲中電源電壓及變阻器滑片位置不變，若部分光線被遮擋，即光照強(qiáng)度減小，單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)目減小，則放大器的電流將減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選B。
9. 在一次核反應(yīng)中，鈾核變成了具有β放射性的氙核和鍶核，同時(shí)放出了若干中子。的比結(jié)合能約為7.6MeV，的比結(jié)合能約為8.4MeV，的比結(jié)合能約為8.7MeV，下列說法正確的是（ ）
A. 核反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，質(zhì)量數(shù)減少
B. 核反應(yīng)將放出能量約208.1MeV
C. 若把全部分解為核子，將放出能量約1786MeV
D. 在生產(chǎn)約30cm厚的鋼板時(shí)，可利用β射線的穿透能力對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行自動(dòng)控制
【答案】B
【解析】
【詳解】A．因
所以核反應(yīng)是放能核反應(yīng)，有質(zhì)量虧損，但質(zhì)量數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；
B．核反應(yīng)將放出能量約為
故B正確；
C．若把全部分解為核子，將吸收能量約
故C錯(cuò)誤；
D．β射線只能穿透幾毫米厚的鋁板，所以在生產(chǎn)約30cm厚的鋼板時(shí)，不能利用β射線的穿透能力對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行自動(dòng)控制，故D錯(cuò)誤。
故選B
10. 圖甲是電子感應(yīng)加速器的原理圖。圖乙中兩磁極間的磁感線垂直于磁極表面，真空室內(nèi)磁場(chǎng)比中央弱，且離中央越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱，交變磁場(chǎng)又在真空室內(nèi)激發(fā)感生電場(chǎng)。若把電子沿切線方向射入環(huán)形真空室，電子將受到感生電場(chǎng)的作用而被加速，同時(shí)電子還受到洛倫茲力的作用，使電子在半徑為R的圓形軌道上運(yùn)動(dòng)。已知電子電荷量大小為e，電子軌道所圍面積內(nèi)平均磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖丙所示（圖甲中的磁場(chǎng)方向?yàn)榈恼较颍?。從上向下看，要?shí)現(xiàn)電子沿逆時(shí)針方向在半徑為R的圓形軌道上加速運(yùn)動(dòng)。若t時(shí)刻圓形軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BR，的變化率為，下列說法正確的是（ ）
A. t時(shí)刻電子的動(dòng)量大小為
B. t時(shí)刻軌道處渦旋電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為
C. 丙圖中的第一個(gè)或第四個(gè)可以用來加速電子
D. 當(dāng)時(shí)，電子能在穩(wěn)定的圓形軌道上被加速
【答案】D
【解析】
【詳解】A．t時(shí)刻電子的動(dòng)量大小為，
聯(lián)立可得
故A錯(cuò)誤；
B．t時(shí)刻軌道處渦旋電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為
故B錯(cuò)誤；
C．丙圖中的第一個(gè)內(nèi)，磁場(chǎng)方向豎直向上增大，根據(jù)楞次定律可知，感生電場(chǎng)沿順時(shí)針方向，電子受的洛倫茲力方向指向圓心，則電子能被正常加速，第四個(gè)內(nèi)，磁場(chǎng)方向豎直向下減小，根據(jù)楞次定律可知，感生電場(chǎng)沿順時(shí)針方向，電子受的洛倫茲力方向背離圓心，則電子不能被正常加速，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得
解得
所以
在切線方向有
所以
則
故D正確。
故選D。
二、選擇題Ⅱ（本題共3小題，每小題4分，共12分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）
11. 在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的理論認(rèn)識(shí)。對(duì)下列各示意圖，解讀正確的是（ ）
A. 英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫利用圖甲所示的氣體放電管證實(shí)陰極射線是帶電粒子流
B. 英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福利用圖乙所示的α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子
C. 法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾通過圖丙所示的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象
D. 意大利物理學(xué)家伽利略根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化制造出圖丁所示的氣體溫度計(jì)
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫利用圖甲所示的氣體放電管證實(shí)陰極射線是帶電粒子流，故A正確；
B．英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福利用圖乙所示的α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故B錯(cuò)誤；
C．法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，從而發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，人們用圖丙裝置確定了射線的本質(zhì)，故C錯(cuò)誤；
D．意大利物理學(xué)家伽利略根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化制造出圖丁所示的氣體溫度計(jì)，故D正確。
故選AD。
12. 如圖所示，S為狹縫光源，經(jīng)透鏡L1后成為平行光，照射到與S平行的雙縫S1、S2上，由S1、S2分離出兩束相干光，再讓它們分別通過長(zhǎng)度相等的兩個(gè)氣室T1和T2后，由透鏡L2將兩束相干光匯聚于焦平面P上，在此形成平行于狹縫的干涉條紋。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，T2管充以空氣，T1管抽成真空，此時(shí)開始觀測(cè)干涉條紋。然后逐漸使空氣進(jìn)入T1管，直到它與T2管的氣壓相同為止，記下這一過程中條紋移動(dòng)的數(shù)目。已知光在真空中的波長(zhǎng)為589.3nm，管長(zhǎng)為L(zhǎng)=20cm，條紋移動(dòng)了98根，下列說法正確的是（ ）
A. 觀測(cè)到條紋向上移動(dòng)B. 觀測(cè)到條紋向下移動(dòng)
C. 測(cè)得空氣的折射率約為1.000289D. 測(cè)得空氣的折射率約為1.289
【答案】AC
【解析】
【詳解】AB．隨著空氣進(jìn)入T1管，光頻率不變，波速變小，波長(zhǎng)變短，將會(huì)觀測(cè)到條紋向上移動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD．設(shè)空氣折射率為n，真空折射率為n0，則實(shí)驗(yàn)過程中兩管光程差的變化等于T1管中光程的變化
所以
故C正確，D錯(cuò)誤。
故選AC。
13. 如圖為位于新疆哈密的熔鹽塔式光熱發(fā)電站，電站中有約14000塊五邊形定日鏡隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，每塊約50平方米，定日鏡將吸收的陽(yáng)光反射到中心位置的吸熱塔上。太陽(yáng)落山后，熔鹽繼續(xù)放熱保證24小時(shí)不間斷發(fā)電。已知地球的半徑R=6400km，地球到太陽(yáng)的距離r =1.5×1011m，太陽(yáng)能照射到地球上時(shí)，有約30％在穿過大氣層的過程中被云層或較大的粒子等反射，有約20％被大氣層吸收，現(xiàn)測(cè)得在地球表面垂直太陽(yáng)光方向每平方米面積上接收到太陽(yáng)能的平均功率為P=6.8×102W。哈密全年日照時(shí)數(shù)約3400小時(shí)，該電站已實(shí)現(xiàn)年供電2.0×108kW·h，可供24萬(wàn)人一整年的生活用電。已知我國(guó)燃煤電廠平均每發(fā)一度電，消耗的煤炭約為300克。則（ ）
A. 該電站每年可節(jié)約煤炭約6000萬(wàn)噸
B. 該電站光能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為12%
C. 太陽(yáng)輻射能量的總功率約為7.0×1017W
D. 太陽(yáng)輻射能量中只有二十二億分之一到達(dá)地球大氣層上表面
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．年供電2.0×108kW·h，每度電耗煤300克，節(jié)約煤炭的質(zhì)量為
所以可節(jié)約煤炭約6萬(wàn)噸，故A錯(cuò)誤；
B．定日鏡總面積
地球表面單位面積接收到太陽(yáng)能的平均功率為
定日鏡接收的光能為
提供的電能為
光能轉(zhuǎn)化為電能的效率，故B正確；
C．地球大氣層上表面每平方米接收功率為
太陽(yáng)輻射的總功率為，故C錯(cuò)誤；
D．地球大氣層上表面接收到的功率
所以到達(dá)大氣層的能量占總的太陽(yáng)能的比例為
即二十二億分之一，故D正確。
故選BD。
非選擇題部分
三、非選擇題（本題共5小題，共58分）
14. 圖甲、乙是用氣墊導(dǎo)軌與光電計(jì)時(shí)器完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)”的兩種方案。
（1）關(guān)于方案甲，小王同學(xué)的部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平；
b．在導(dǎo)軌的單腳螺絲下墊上一定厚度的墊片，讓滑塊從最高處由靜止開始下滑，用數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)出滑塊依次經(jīng)過光電門1和2時(shí)，遮光條的遮光時(shí)間t1和t2；
c．取下墊片，用游標(biāo)卡尺測(cè)量所用墊片的厚度h；
d．用刻度尺測(cè)量單腳螺絲到雙腳螺絲連線的距離l；
請(qǐng)回答下列問題：（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間）
①為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下列物理量必須測(cè)量的是________。（多選）
A．遮光條的寬度d B．滑塊運(yùn)動(dòng)的總位移x
C．滑塊和遮光條的總質(zhì)量M D．光電門1和2之間的距離s
②若要得出機(jī)械能守恒定律的結(jié)論，以上測(cè)得的物理量應(yīng)該滿足怎樣的關(guān)系？__________
（用題干所給字母及第①問中測(cè)量的物理量字母表示）。
（2）關(guān)于方案乙，小陳同學(xué)的部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：打開氣泵，托起滑塊，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平，在托盤和砝碼的牽引下，滑塊從靜止開始沿導(dǎo)軌加速運(yùn)動(dòng)。
①托盤和砝碼的總質(zhì)量____（選填“需要”或“不需要”）遠(yuǎn)小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量。
②若滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，托盤和砝碼的總質(zhì)量為m。遮光條寬度為d，依次經(jīng)過光電門1、2的遮光時(shí)間為t1、t2。兩光電門之間的距離為l，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。以上物理量在誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式________，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
③若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有一個(gè)光電門損壞，則_________（選填“仍能”或“不能”）利用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
【答案】（1） ①. AD ②.
（2） ①. 不需要 ②. ③. 仍能
【解析】
【小問1詳解】
①[1]該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的關(guān)系
其中，，
帶入可得
則需要測(cè)量的物理量為：遮光條的寬度d 以及光電門1和2之間的距離s ，故選AD。
②[2]由以上推導(dǎo)可知，若要得出機(jī)械能守恒定律結(jié)論，以上測(cè)得的物理量應(yīng)該滿足的關(guān)系
【小問2詳解】
①[1]該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則托盤和砝碼的總質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于滑塊和遮光條的總質(zhì)量。
②[2]要驗(yàn)證的關(guān)系為
其中，
即
③[3]若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有一個(gè)光電門損壞，則仍能利用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。讓滑塊從靜止開始下滑，測(cè)得起始位置與光電門間的距離x，記錄滑塊經(jīng)過光電門的時(shí)間t，即可通過
來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。
15. 某課外活動(dòng)小組利用銅片、鋅片和橙子制成一個(gè)水果電池，他們想測(cè)量該水果電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
（1）將多用電表的選擇開關(guān)撥至直流電壓2.5V擋，將紅、黑表筆與銅、鋅片直接接觸，多用電表的表盤指針位置如圖甲所示，其電壓的示數(shù)為______V，這樣測(cè)定的結(jié)果和電動(dòng)勢(shì)相比______（選填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
（2）有以下實(shí)驗(yàn)器材可供選擇：
A．電流表A1（量程0~100μA，內(nèi)阻為100Ω）
B．電流表A2（量程0~600μA，內(nèi)阻不計(jì)）
C．電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約為15kΩ）
D．定值定阻R0（阻值9900Ω）
E．電阻箱R（阻值可調(diào)范圍0~9999Ω）
F．滑動(dòng)變阻器R1（阻值變化范圍0~20Ω）
G．滑動(dòng)變阻器R2（阻值變化范圍0~5kΩ）
H．開關(guān)和導(dǎo)線若干
①小明同學(xué)選用了其中的一些器材，設(shè)計(jì)了圖乙所示的電路進(jìn)一步測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻?；瑒?dòng)變阻器應(yīng)選擇_______（選填“R1”或“R2”）。正確連接電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，獲得電流表A1和A2的多組I1和I2數(shù)據(jù)，并作出I1-I2圖像如圖丙所示，該水果電池的電動(dòng)勢(shì)E=_______V，內(nèi)阻r =_______Ω。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
②從提供的實(shí)驗(yàn)器材中選擇合適的器材，在相應(yīng)方框中再畫出一種測(cè)定該水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖_______、_____。
【答案】（1） ①. 0.85 ②. 偏小
（2） ①. R2 ②. 0.95 ③. 1.0×103 ④. ⑤.
【解析】
【小問1詳解】
[1]由于多用電表為直流電壓2.5V擋，所以每一小格為0.05V，所以圖示讀數(shù)為
[2]由于多用電表測(cè)量的是電源兩端的電壓，即路端電壓，其小于電源電動(dòng)勢(shì)，所以這樣測(cè)定的結(jié)果和電動(dòng)勢(shì)相比偏小。
【小問2詳解】
[1]由于水果電池內(nèi)阻較大，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇阻值較大的R2方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)；
[2][3]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
變形整理可得
結(jié)合圖像可得，
聯(lián)立解得，
[4][5]根據(jù)測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理可知，可以采用伏阻法進(jìn)行測(cè)量，但由于現(xiàn)有電壓表量程太大，需要用電流表A1和定值電阻串聯(lián)改裝電壓表，電路如圖所示
同時(shí)也可以采用安阻法進(jìn)行測(cè)量，電流表選用量程較大的A2，電路如圖所示
16. 以下實(shí)驗(yàn)中，說法正確的是_______（多選）。
A. “用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量單色光的波長(zhǎng)時(shí)，需在單縫前放置偏振片
B. “用單擺測(cè)量重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，用l?T2圖像計(jì)算重力加速度，可以消除因擺球質(zhì)量分布不均勻而造成的測(cè)量誤差
C. “研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，可以讓一個(gè)質(zhì)量較小的滑塊跟靜置在導(dǎo)軌上的另一個(gè)大小相同、質(zhì)量較大的滑塊發(fā)生碰撞
D. “用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，溶液中的酒精將溶于水并很快揮發(fā)，油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液的體積與它在水面上攤開的面積之比
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．雙縫干涉測(cè)量光波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，單色光無(wú)需偏振片，偏振片與該實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B．用l?T2圖像計(jì)算重力加速度，擺球質(zhì)量分布不均的影響可通過圖像法消除，因圖像斜率，多次測(cè)量取點(diǎn)繪圖可規(guī)避此誤差，故B正確；
C．氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞，無(wú)論質(zhì)量大小，只要系統(tǒng)合外力為零（氣墊導(dǎo)軌減小摩擦），即可研究動(dòng)量守恒，質(zhì)量小碰質(zhì)量大是可行的，故C正確；
D．油膜法中，油膜厚度是純油酸體積與攤開面積之比，而非1滴油酸酒精溶液體積與它在水面上攤開的面積之比，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
17. 如圖所示，一固定直立氣缸的上下兩個(gè)相互連通的絕熱圓筒中均封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。下部圓筒高h(yuǎn)=12cm，內(nèi)有一質(zhì)量m=1kg、面積S=100cm2的絕熱薄活塞A，上部圓筒足夠高，內(nèi)有一質(zhì)量為、面積為的薄活塞B。開始時(shí)活塞A被鎖定，其下方氣體處于溫度T1=300K的狀態(tài)1，活塞A與圓筒底的距離l=10cm，現(xiàn)緩慢加熱電熱絲，使氣體處于溫度T2=309K的狀態(tài)2，此時(shí)解鎖活塞A，其恰好保持靜止。繼續(xù)緩慢加熱電熱絲，活塞A下方氣體達(dá)到溫度T3=396K的狀態(tài)3。整個(gè)過程中活塞A下方氣體內(nèi)能增加了ΔU=80J。已知兩活塞均能緩慢無(wú)摩擦滑動(dòng)，活塞B上方大氣壓p0=1.01×105Pa。
（1）從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中，活塞A下方氣體分子數(shù)密度_________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；從狀態(tài)2到狀態(tài)3過程，面積為的上部圓筒內(nèi)壁單位面積上受到的壓力________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）求活塞A下方氣體在狀態(tài)3的壓強(qiáng)；
（3）求活塞A下方氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)3的過程中吸收的熱量Q。
【答案】（1） ①. 不變 ②. 不變
（2）1.1×105Pa
（3）100.6J
【解析】
【小問1詳解】
[1]從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中，活塞A下方氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大，但氣體體積不變，分子數(shù)密度不變；
[2]從狀態(tài)2到狀態(tài)3過程，緩慢加熱電熱絲，活塞緩慢上移，根據(jù)平衡條件可知，上部圓筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，則上部圓筒內(nèi)壁單位面積上受到的壓力不變；
【小問2詳解】
對(duì)活塞B，根據(jù)平衡條件可得
對(duì)活塞A，根據(jù)平衡條件可得
解得
緩慢加熱電熱絲，下部氣體發(fā)生等壓變化，一直到活塞A到達(dá)最上端，則
解得
之后繼續(xù)加熱到T3，氣體體積不變，則
解得
【小問3詳解】
對(duì)下部氣體，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得，
所以
18. 一游戲裝置豎直截面如圖所示，該裝置由固定在水平地面上傾角θ=37°的直軌道AB、螺旋圓形軌道BCDE，傾角θ=37°的直軌道EF、足夠長(zhǎng)水平直軌道FG組成，半徑R=0.32m的螺旋圓形軌道與軌道AB、EF相切于B(E)處，B點(diǎn)高度為1.2R，軌道間平滑連接。質(zhì)量M=5kg的滑塊b放置在軌道FG上，滑塊b的上端面是一水平臺(tái)面，臺(tái)面的長(zhǎng)度和高度均為l=0.8m，滑塊b的側(cè)面是圓周的圓弧形光滑槽，槽底跟水平面相切。質(zhì)量m=2kg的物塊a從傾斜軌道AB上高度為H處?kù)o止釋放。（各段軌道均光滑，物塊a視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，sin37°=0.6，cs37°=0.8）
（1）若H=1.12m，求
①物塊a經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)螺旋圓形軌道對(duì)物塊a的作用力大小FB；
②物塊a沖上滑塊b后能達(dá)到的最大離地高度h；
（2）欲使物塊a擊中滑塊b的水平臺(tái)面，求釋放高度H的取值范圍。
【答案】（1）①；②
（2）
【解析】
【小問1詳解】
①?gòu)腁到B由機(jī)械能守恒定律
在B點(diǎn)時(shí)
解得
②從A到F由機(jī)械能守恒定律
當(dāng)物塊上升到最大高度時(shí)，假設(shè)沒有離開圓弧面，則物塊與滑塊共速，此時(shí)由動(dòng)量守恒和能量關(guān)系
解得
假設(shè)正確，因此最大高度為0.8m。
【小問2詳解】
恰過C點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒
在C點(diǎn)時(shí)
解得
恰好擊中平臺(tái)右端：
由動(dòng)量守恒和能量關(guān)系； ，
且；
其中
綜上解得
由（1）得時(shí)，恰好到達(dá)平臺(tái)左端；綜上得：
19. 在豎直平面內(nèi)建立如圖所示的xOy直角坐標(biāo)系，x軸水平，y≥L（L未知）的區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中均未畫出），x軸下方的區(qū)域Ⅲ存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅱ無(wú)電場(chǎng)或磁場(chǎng)。一個(gè)帶正電的小球從y軸上的P點(diǎn)以與水平方向成30°的初速度v0斜向右下拋出，沿直線運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)后進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ做曲線運(yùn)動(dòng)，而后經(jīng)過N點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ，小球在N點(diǎn)時(shí)的速度與水平方向成60°角。已知小球的質(zhì)量為m，電荷量為+q，區(qū)域Ⅲ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2與區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1滿足（B1、B2為未知量），重力加速度為g。求：
（1）區(qū)域Ⅰ內(nèi)電場(chǎng)E的大小與方向；
（2）L的大??；
（3）小球在區(qū)域Ⅲ運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（4）小球第二次經(jīng)過y=L時(shí)與M點(diǎn)的距離。
【答案】（1），方向水平向左
（2）
（3）
（4）
【解析】
【小問1詳解】
小球在區(qū)域Ⅰ做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由受力平衡圖可知=
解得=
方向水平向左；
【小問2詳解】
小球在M點(diǎn)的水平速度為，豎直速度為，在N點(diǎn)的水平速度仍為，豎直速度為，所以
【小問3詳解】
由（1）可知，，小球通過N點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ時(shí)的速度為，方向與水平成60°角斜向右下，利用配速法將此速度分解為水平向右的和斜向左下的，如圖所示
小球在向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，又在區(qū)域Ⅲ完成了圓周運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間
【小問4詳解】
小球在區(qū)域Ⅱ從M點(diǎn)到N點(diǎn)的水平位移
小球在區(qū)域Ⅲ的水平位移
回到區(qū)域Ⅱ的水平位移=
故
20. 如圖所示，接有恒流源的光滑水平導(dǎo)軌放在地面上，處于垂直地面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，取cd中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以水平向右為正方向建立x軸，導(dǎo)軌關(guān)于x軸對(duì)稱且關(guān)于cd也對(duì)稱。a、b的間距為2L，橫坐標(biāo)為x=-xa，c、d處是光滑絕緣件，間距為L(zhǎng)。導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直且對(duì)稱，在安培力作用下從x=-xa位置靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。已知金屬棒的質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為3L，電阻為R，恒流源甲、乙能自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出電壓確?；芈冯娏骱愣ǎ謩e為I、3I。金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌電阻和空氣阻力。
（1）金屬棒運(yùn)動(dòng)至x=-0.6xa過程中，求安培力做的功；
（2）金屬棒運(yùn)動(dòng)至x=-0.6xa時(shí)，求恒流源甲的輸出電壓；
（3）金屬棒運(yùn)動(dòng)至x=-0.6xa、x=0的時(shí)間分別為t1、t2，求；
（4）求金屬棒速度為0時(shí)的坐標(biāo)x。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
【解析】
【小問1詳解】
金屬棒運(yùn)動(dòng)至x=-0.6xa過程中，安培力做的功為
【小問2詳解】
金屬棒運(yùn)動(dòng)至x=-0.6xa過程中，有
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
解得恒流源甲的輸出電壓為
【小問3詳解】
金屬棒在左側(cè)導(dǎo)軌做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的等效平衡位置為
根據(jù)題意可得，
所以
【小問4詳解】
金屬棒在右側(cè)導(dǎo)軌做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的等效平衡位置為
根據(jù)能量守恒定律可得，，
解得

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